Способ очистки сточных вод, обработки осадка и плавающих веществ

 

Изобретение относится к области очистки сточных вод и может быть использовано для обработки осадка, образующегося при очистке городских и промышленных сточных вод на канализационных сооружениях. Способ включает механическую обработку сточной воды на решетке и в песколовке, отстаивание в первичном отстойнике, биологическую очистку активным илом и анаэробное сбраживание уплотненного избыточного активного ила вместе с сырым осадком и плавающими веществами первичного отстойника в метантенке. Плавающие вещества перед подачей в метантенк предварительно обрабатывают на дополнительной механической решетке и в жироловке. При этом плавающие вещества забирают из резервуара для сбора плавающих веществ и подают по трубопроводу на дополнительную механическую решетку. Твердые плавающие вещества, задержанные на упомянутой решетке, собирают в контейнер, а эмульгированную воду с плавающими веществами подают в жироловку для осветления и выделения жиров с последующей подачей осветленной воды в преаэратор, а жиров по трубопроводу сырого осадка в метантенк. Технический эффект - повышение эффективности использования метантенка за счет уменьшения влажности сбраживаемого осадка и предотвращения образования корки при одновременном увеличении производительности и снижении расхода энергии на нагрев. 1 з.п.ф-лы, 1 ил, 1 табл.

Изобретение относится к области очистки сточных вод и может быть использовано для обработки осадка, образующегося при очистке городских и промышленных сточных вод на канализационных сооружениях.

Известен способ биологической очистки сточных вод и аэробной стабилизации смеси избыточного активного с сырым осадком из первичных отстойников в аэротенках-стабилизаторах (Очистка производственных сточных вод / С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, Ю.М. Ласков, Ю.В. Воронов - М. Стройиздат 1979, с.242).

Недостатком способа аэробной стабилизации являются высокие энергетические затраты, необходимые для продувки осадка воздухом.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод, обработки осадка и плавающих веществ, включающий механическую обработку исходной сточной воды на механической решетке и в песколовке и отделение от нее грубодисперсных органических и неорганических веществ, предварительную аэрацию, отстаивание сточной воды в первичном отстойнике и отделение от нее сырого осадка и плавающих веществ, биологическую очистку сточной воды активным илом в аэротенке и вторичном отстойнике, уплотнение избыточного активного ила и анаэробное сбраживание уплотненного избыточного активного ила вместе с сырым осадком и плавающими веществами первичных отстойников в метантенке (В.С. Кедров, П.П. Пальгунов, М.А. Сомов. Водоснабжение и канализация: Учебник для вузов М.: Стройиздат, 1984, с.228).

Недостатком способа является подача плавающих веществ, отделенных от сточной воды в первичном отстойнике, в метантенк без предварительной обработки. Вместе с плавающими веществами в метантенк поступает сточная вода, которая увеличивает влажность сбраживаемого осадка. Это приводит к снижению эффективности работы метантенка и дополнительному расходу тепла для нагрева. Плавающие вещества являются одной из главных причин образования на поверхности бродящей массы плотной корки. Корка препятствует равномерному выходу образующегося биогаза, уменьшает рабочую емкость метантенка и создает угрозу закупоривания газоотводящей сети. В результате ухудшается весь процесс сбраживания осадка и осложняется эксплуатация метантенка.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности использования метантенка за счет уменьшения влажности сбраживаемого осадка и предотвращения образования корки при одновременном увеличении производительности и снижения расхода энергии на нагрев.

Технический результат достигается тем, что в способе, включающем механическую обработку исходной сточной воды на механической решетке и в песколовке и отделение от нее грубодисперсных органических и неорганических веществ, предварительную аэрацию, отстаивание сточной воды в первичном отстойнике и отделение от нее сырого осадка и плавающих веществ, биологическую очистку сточной воды активным илом в аэротенке и вторичном отстойнике, уплотнение избыточного активного ила и анаэробное сбраживание уплотненного избыточного активного ила совместно с сырым осадком и плавающими веществами из первичного отстойника в метантенке, перед подачей в метантенк плавающие вещества, отделенные от сточной воды в первичном отстойнике, предварительно обрабатывают на механической решетке и в жироловке, при этом плавающие вещества забирают из резервуара для сбора плавающих веществ и подают по трубопроводу на дополнительную механическую решетку, причем твердые плавающие вещества, задержанные на вышеупомянутой решетке, собирают в контейнер и вывозят на свалку, а эмульгированную воду с плавающими жировыми веществами направляют в жироловку для осветления и выделения жиров с последующей подачей осветленной воды в преаэратор, а жиров по трубопроводу сырого осадка в метантенк.

На чертеже представлена технологическая схема осуществления способа.

Способ осуществляют следующим образом: Исходную сточную воду по подводящему коллектору 1 подают на механическую решетку 2 с прозорами 9 мм. Грубодисперсные вещества, задержанные на решетке 2, направляют пресс-транспортером 3 в контейнер отбросов 4, а сточную воду по каналу 5 подают в песколовку 6. Изъятую песковую пульпу по трубопроводу 7 направляют в отделение обработки песка. Для интенсификации осветления сточную воду по каналу 8 подают из песколовки 6 в преаэратор 9, откуда она по каналу 10 поступает в первичный отстойник 11, где происходит осветление. Сырой осадок, выпадающий в первичном отстойнике 11, собирается в его конусной части и удаляется по трубопроводу 28. Плавающие загрязнения, собранные на поверхности первичного отстойника, по трубопроводу 19 направляют в резервуар 20 для сбора плавающих веществ. Осветленную сточную воду по каналу 12 направляют в аэротенк 13 и вторичный отстойник 14 для биологической очистки активным илом. Избыточный активный ил подают по трубопроводу 15 в илоуплотнитель 16. Уплотненный избыточный активный ил по трубопроводу 17 направляют в метантенк 18 на сбраживание вместе с сырым осадком первичного отстойника 11.

Плавающие вещества забирают из резервуара 20 и по трубопроводу 21 подают в начало технологического процесса на дополнительную механическую решетку 22 с прозорами 3-4 мм. Задержанные на дополнительной механической решетке 22 твердые плавающие вещества пресс-транспортером 23 подают в контейнер отбросов 24, а эмульгированную воду с жировыми веществами по трубопроводу 25 подают в жироловку 26. Очищенную от жиров воду по трубопроводу 27 направляют в преаэратор 9, а концентрированные жировые вещества, по мере накопления, по трубопроводу 28 подают вместе с сырым осадком из первичного отстойника 11 в метантенк 18. Сброженную смесь, состоящую из сырого осадка, жиров и уплотненного избыточного активного ила, по трубопроводу 29 подают на уплотнение и мехобезвоживание.

Для сточных вод с низким содержанием плавающих жировых веществ применяют упрощенную схему обработки (не представлена). При этом плавающие вещества, отделенные от сточной воды в первичном отстойнике, забирают из резервуара для сбора плавающих веществ и подают в начало технологического процесса на исходную механическую решетку. Твердые плавающие вещества, задержанные на решетке вместе с грубодисперсными примесями исходной сточной воды, собирают в контейнер и вывозят на свалку, а жировые вещества улавливают в песколовке.

Пример В параллельные метантенки, один из которых является контрольным, подают исходную смесь осадка первичных отстойников и уплотненного избыточного активного ила.

В контрольный метантенк в течение суток подают исходную смесь осадка первичных отстойников влажностью 95,6%, уплотненного избыточного активного ила влажностью 97,2% и плавающие вещества влажностью 99,8% в соотношении 2,6: 2,6: 1 (по объему 2951 м³:2951 м³:1128 м³) в количестве 7030 м³, при этом средняя влажность загружаемой смеси составляет 96,9%. Сбраживание осуществляют в термофильных условиях при температуре 50-53^oС в течение 5,7 суток.

В опытный метантенк подают исходную смесь осадка первичных отстойников влажностью 95,6%, уплотненного избыточного активного ила влажностью 97,2% и концентрированные жировые вещества влажностью при соотношении 30:30:1 (по объему 2951 ³:2951 м³:98 м³) по объему в количестве 6000 м³, при этом средняя влажность загружаемой смеси составляет 96,4%. Сбраживание смеси осуществляют в метантенке объемом 8000 м³ в термофильных условиях при температуре 50-53^oС в течение 6,7 суток.

За счет концентрирования жирового продукта и использования нового способа обработки плавающих веществ в опытный метантенк поступает на 1030 м³ смеси меньше, при этом влажность смеси уменьшается до 96,4%, т.е. концентрация сбраживаемой смеси увеличивается, одновременно с этим на одни сутки увеличивается время пребывания смеси осадков и жиров в метантенках.

Сравнительные данные известного и предлагаемого способов приведены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ позволяет за счет увеличения на одни сутки времени пребывания сбраживаемой смеси в опытных метантенках получить на 13% больше биогаза: удельный выход биогаза возрастает до 10,2 м³/м³.

Этому способствует также повышение концентрации сбраживаемой смеси осадков на 16% за счет снижения влажности загружаемой смеси на 0,5%.

В результате концентрирования жиров в опытные метантенки поступает на 1030 м³ в сутки меньше воды, что позволяет снизить дозу загрузки метантенков до 15% и уменьшить расход тепловой энергии на нагрев смеси осадков на 39,5 Гкал/сут.

Установка в предлагаемом способе дополнительной решетки с уменьшенным вдвое прозором и изъятие на ней грубодисперсных примесей из жировых плавающих веществ позволяет исключить возможность коркообразования в метантенках.

Отсутствие корки в метантенке положительно сказывается на процессе газовыделения, образующегося при сбраживании биогаза. Улучшаются условия перемешивания сбраживаемой массы, выравнивается температурный режим во всем объеме метантенка, исключаются аварийные остановки метантенка.

Формула изобретения

1. Способ очистки сточных вод, обработки осадка и плавающих веществ, включающий механическую обработку исходной сточной воды на механической решетке и в песколовке и отделение от нее грубодисперсных органических и неорганических веществ, предварительную аэрацию, отстаивание сточной воды в первичном отстойнике и отделение от нее сырого осадка и плавающих веществ, биологическую очистку сточной воды активным илом в аэротенке и вторичном отстойнике, уплотнение избыточного активного ила и анаэробное сбраживание уплотненного избыточного активного ила вместе с сырым осадком и плавающими веществами из первичного отстойника в метантенке, отличающийся тем, что перед подачей в метантенк плавающие вещества, отделенные от сточной воды в первичном отстойнике, обрабатывают на дополнительной механической решетке и в жироловке, при этом плавающие вещества, собранные на поверхности первичного отстойника, направляют в резервуар для сбора плавающих веществ и из него по трубопроводу подают на дополнительную механическую решетку, твердые плавающие вещества, задержанные на дополнительной решетке, собирают в контейнер и вывозят на свалку, а эмульгированную воду с плавающими жировыми веществами направляют в жироловку для осветления и выделения жиров с последующей подачей осветленной воды в преаэратор, а жиров по трубопроводу сырого осадка в метантенк.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что размеры прозоров дополнительной механической решетки по крайней мере в два раза меньше прозоров исходной механической решетки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2